Różnica między falą elektromagnetyczną a falą materii

The kluczowa różnica między falą elektromagnetyczną a falą materii jest to, że fale elektromagnetyczne mają związane z nimi pola elektryczne i magnetyczne, podczas gdy fale materii nie mają żadnego powiązanego pola elektrycznego lub magnetycznego.

Fala jest zaburzeniem pola, w którym atrybut fizyczny oscyluje wielokrotnie w każdym punkcie lub rozchodzi się z każdego punktu do sąsiednich punktów. Fale elektromagnetyczne i fale materii są dwoma rodzajami takich fal. Co więcej, cała materia może zachowywać się jak fala. I ta koncepcja została po raz pierwszy zaproponowana przez Louisa De Broglie, co doprowadziło do nazwania tych fal również „falami Broglie”.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest fala elektromagnetyczna 
3. Co to jest fala materii
4. Porównanie obok siebie - fala elektromagnetyczna vs fala materii w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest fala elektromagnetyczna?

Fala elektromagnetyczna jest rodzajem fali, która przemieszcza się w przestrzeni, przenosząc elektromagnetyczną energię promieniowania. Fale te rozchodzą się z prędkością światła w próżni. Rodzaje fal elektromagnetycznych obejmują fale radiowe, mikrofale, promienie podczerwone, światło widzialne, promienie UV itp. Ponadto możemy scharakteryzować te fale elektromagnetyczne za pomocą długości fali, częstotliwości lub energii.

Rycina 01: Fala elektromagnetyczna pokazująca prostopadłe pola elektryczne i magnetyczne

Te fale elektromagnetyczne mają zarówno elementy elektryczne, jak i magnetyczne. Widzimy tutaj oscylację pól elektrycznych i magnetycznych, które są do siebie prostopadłe i oscylują w kierunku propagacji fali.

Ponadto fala elektromagnetyczna składa się z kwantów zwanych „fotonami”. Foton nie ma masy, ale ma masę relatywistyczną; dlatego grawitacja może wpływać na te fotony podobnie jak normalna materia. Kiedy dostarczamy energię do atomu, elektrony mogą przejść do wysokich poziomów energii, ale ponieważ stan wyższej energii jest niestabilny, elektrony wracają do niższych stanów energii, uwalniając fotony. Dlatego incydent ten może wytwarzać promieniowanie elektromagnetyczne. Stosując tę ​​zasadę, możemy uzyskać widma emisji dla pierwiastków chemicznych i określić poziomy energii tych atomów.

Co to jest fala materii?

Fale materii to fale składające się z cząstek. Jednak fale te nie są związane z polami elektrycznymi i magnetycznymi. W przeciwieństwie do fal elektromagnetycznych te fale materii składają się z cząstek (które mają masę i objętość). Zatem cała materia może zachowywać się jak fala.

Rysunek 02: Demonstracja fali materii w dyfrakcji elektronów

Koncepcja fali materii została po raz pierwszy zaproponowana przez Louisa De Broglie, co doprowadziło do nazwania tych fal również „falami Broglie”.

Jaka jest różnica między falą elektromagnetyczną a falą materii?

Fale elektromagnetyczne to rodzaj fali, która przemieszcza się w przestrzeni, przenosząc elektromagnetyczną energię promieniowania, podczas gdy fale materii to fale składające się z cząstek. Tak więc kluczową różnicą między falą elektromagnetyczną a falą materii jest to, że fale elektromagnetyczne mają związane z nimi pola elektryczne i magnetyczne, podczas gdy fale materii nie mają żadnego powiązanego pola elektrycznego lub magnetycznego.

Co więcej, jako kolejna ważna różnica między falą elektromagnetyczną a falą materii, możemy powiedzieć, że fala elektromagnetyczna składa się z fotonów (które nie mają masy ani objętości), podczas gdy fala materii zawiera cząstki (które mają masę i objętość).

Poniższa grafika informacyjna pokazuje więcej porównań związanych z różnicą między falą elektromagnetyczną a falą materii.

Podsumowanie - fala elektromagnetyczna a fala materii

Fale elektromagnetyczne i fale materii różnią się od siebie na kilka sposobów. Kluczowa różnica między falą elektromagnetyczną a falą materii polega na tym, że z falami elektromagnetycznymi związane są pola elektryczne i magnetyczne (co doprowadziło do nazwania tych fal jako takich), podczas gdy fale materii nie mają powiązanego pola elektrycznego ani magnetycznego.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja promieniowania elektromagnetycznego”. ThoughtCo, 27 stycznia 2019, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Onde electromagnetique” Autor: SuperManu - Self, na podstawie obrazu: Onde electromagnetique.png (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Dualizm falowo-cząsteczkowy” Autor: Thierry Dugnolle - Praca własna (CC0) za pośrednictwem Commons Wikimedia